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2016 年度 実績報告書

未開拓波長域レーザダイオード実現のためのアニオン制御窒化物半導体混晶

研究課題

研究課題/領域番号 15K13959
研究機関名城大学

研究代表者

竹内 哲也  名城大学, 理工学部, 教授 (10583817)

研究分担者 宮嶋 孝夫  名城大学, 理工学部, 教授 (50734836)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードアンチモン / 低温成長 / トンネル接合
研究実績の概要

今年度、Sbに関する実験を遂行している段階にて、Sb原料を流した後の量子井戸活性層において、その発光強度が著しく低下する現象が確認された。そのSIMS測定を行ったところ、微量のSbが活性層内に存在していることが判明した。その後に作製した量子井戸からの発光はしばらく低下したままであるが、成長を繰り返していくうちに次第にその発光強度が回復する事実が明らかになった。以上の結果から、Sb原料を使用すると、結晶成長炉内にSbが残留し、それが活性層に取り込まれると非発光再結合として働く可能性が示唆された。よって、低温成長における表面平坦化に優れた効果を示していたものの、活性層品質を低下させてしまうデメリットにより年度途中で使用を中止した。
Sbの使用を見合わせた一方で、低温成長p型層から低温成長p側層構築への方針転換は継続し、低温p-GaN/トンネル接合/低温n-GaNというp側構造にて低温化を進めた。成長条件の最適化により、p-GaNは薄膜であれば、850℃まで低温化させても表面平坦性と電気特特性を高温成長(1000℃)並みに維持できることを実証した。トンネル接合はすでに720℃で良好な特性のものが実現しており、n-GaNに対しては、同様に成長条件の最適化により750℃であっても、表面平坦性は大きく損なわれるものの、電気的特性は良好なものが実現することがわかった。以上の最適層を組み合わせた結果、720~850℃という低温p側構造にて、従来の高温成長青色LEDと遜色ない特性(発光強度、駆動電圧)を実証した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] GaInN-based tunnel junctions with graded layers2016

    • 著者名/発表者名
      D. Takasuka, Y. Akatsuka, M. Ino, N. Koide, T. Takeuchi, M. Iwaya, S. Kamiyama, and I. Akasaki
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 9 ページ: 081005-1-4

    • DOI

      http://doi.org/10.7567/APEX.9.081005

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Low-temperature-grown p-side structure with tunnel junction towards long wavelength nitride-based LED2017

    • 著者名/発表者名
      J. Yoshinaga, K. Suzuki, D. Takasuka, N. Koide, T. Takeuchi, M. Iwaya, S. Kamiyama, I. Akasaki
    • 学会等名
      LEDIA’17
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2017-04-20 – 2017-04-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速成長(0.43 μm/h)させたGaInN量子井戸の弱・強励起PL評価2016

    • 著者名/発表者名
      市川 竜弥、高須賀 大貴、財部 覚、竹内 哲也、上山 智、岩谷素顕、赤﨑 勇
    • 学会等名
      第5回 結晶工学未来塾
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-11-07 – 2016-11-07
  • [学会発表] Low-temperature grown p-side structure with GaInN tunnel junction and n-GaNSb2016

    • 著者名/発表者名
      K. Suzuki, K. Takarabe, D. Komori, D. Takasuka, N. Koide, T. Takeuchi, M. Iwaya, S. Kamiyama and I. Akasaki
    • 学会等名
      LEDIA'16
    • 発表場所
      Yokphama, Japan
    • 年月日
      2016-05-20 – 2016-05-20
    • 国際学会
  • [学会発表] GaInN トンネル接合と n 型 GaNSb による低温 p 側構造の作製2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 健太、財部 覚、高須賀 大貴、小出 典克、 竹内 哲也、岩谷 素顕、上山 智、赤﨑 勇
    • 学会等名
      第8回窒化物半導体結晶成長講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-09 – 2016-05-09

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公開日: 2018-01-16  

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